CN113168984A - 分离板、灭弧室和开关设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于开关设备(10)中的灭弧室(12)的分离板(14)，该分离板(14)包括：基本部分(40)；一对臂(30)，该对臂(30)从基本部分(40)延伸；用于可动触头(18)的凹部(34)，该凹部(34)限定在臂(30)之间；以及每个臂(30)中的槽(32)；其中凹部(34)布置在槽(32)之间。还提供了一种用于开关设备(10)的灭弧室(12)。还提供了一种用于分断电流的开关设备(10)，该开关设备(10)包括多个分离板(14)或灭弧室(12)。

Description

分离板、灭弧室和开关设备
技术领域
本公开总体涉及分离板。具体地提供了：分离板，该分离板包括一对臂以及每个臂中的槽；用于开关设备的灭弧室，该灭弧室包括多个分离板；以及用于分断电流的开关设备，该开关设备包括多个分离板。
背景技术
开关设备用于产生、传导和中断电流，例如，以便接通或关断去往电网或来自电网的电负载。开关设备可以包括固定触头和可动触头，该固定触头和可动触头在开关设备的正常操作期间处于机械和电气接触。作为电流分断操作的一部分，可动触头可以与固定触头分离。开关设备的电流分断操作可以附加地包括：熄灭可动触头与固定触头之间的分断电弧；以及将电流减小到零。
当分断没有任何自然零交叉的电流时，必须迫使电流降到零。一种常见做法是产生高于系统电压的跨分断点的电压，从而迫使电流减小到零。为了获得跨分断点的这种电压，可能期望在相对较长的距离上拉伸分断电弧，因为长电弧容易被分成进一步增加电弧电压的几个较短电弧。
通过使可动触头与固定触头分开，可以伸长电弧。当可动触头与固定触头分开时，电弧必须迅速离开接触点，以避免腐蚀触头材料。为此，可以设置包括分离板的灭弧室。分离板可以包括两个臂以及两个臂之间限定的用于可动触头的通道。
布置分离板的臂以包围从可动触头引燃电弧的点是一种在开关设备中获得磁吸引、电弧分离和冷却分断电弧的有效方法。为了使分离板的效率最大，期望将分离板布置为尽可能靠近点燃电弧的点。
当通过电弧加热分离板时，分离板变形并且臂具有向外弯曲的趋势。在后续冷却期间，分离板具有向内弯曲的趋势。这可能导致可动触头的通道阻塞，进而导致开关设备发生故障。难以防止臂向内弯曲。由于可以在开关设备的灭弧室中提供相当大量的分离板，所以需要相当大的反作用力来保持分离板的臂分开。
US 2015090566 A1公开了一种电开关安装布置，该电开关安装布置包括壳体和固定触头，该固定触头安装至壳体的壁中的孔。该布置在孔的内部区域内具有补偿部件，以用于允许将两种不同尺寸的固定触头安装至孔，该补偿部件包括形成在壳体或固定触头上的一个或多个突起和/或用于接纳一个或多个突起的形成在壳体或固定触头上的一个或多个凹部。
KR 200393296 Y1公开了一种断路器，该断路器包括具有分离板和侧板的电弧隔板。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种分离板，该分离板具有更为可靠的操作。
本公开的另一目的是提供一种分离板，该分离板更好地抵抗电弧所导致的变形。
本公开的又一目的是提供一种分离板，该分离板的臂向内弯曲的趋势减小。
本公开的又一目的是提供一种分离板，该分离板需要减少或消除的反作用力来保持臂隔开。
本公开的又一目的是提供一种具有简单设计的分离板。
本公开的又一目的是提供一种分离板，该分离板以组合方式解决了前述目的中的几个或全部目的。
本公开的又一目的是提供一种用于开关设备的灭弧室，该灭弧室解决了前述目的中的一个、多个或所有目的。
本公开的又一目的是提供一种用于分断电流的开关设备，该开关设备解决了前述目的中的一个、多个或所有目的。
根据一个方面，提供了一种用于开关设备中的灭弧室的分离板，该分离板包括：基本部分；一对臂，该对臂从基本部分延伸；用于可动触头的凹部，该凹部限定在臂之间；以及每个臂中的槽；其中凹部布置在槽之间。
由于在臂中设置了槽，所以可以减小或消除臂向内弯曲的趋势，即，朝向凹部弯曲的趋势。由此，可以防止可动触头的阻塞。因此，根据本公开的分离板提供了更为可靠的操作。另外，可以减小或消除用于保持臂隔开的任何反作用力。凹部可以沿着槽之间的假想直线布置在槽之间。
槽可以布置在每个臂的相应外侧上。如本文中所使用的，向外方向是远离分离板的凹部的方向，并且向内方向是朝向分离板的凹部的方向。分离板可以仅包括两个臂。
每个槽可以位于与基本部分相距相关臂的臂长度的5％至30％(诸如10％至20％，诸如近似15％)处。因此，槽可以定位在臂的“开始”，即，比臂的尖端更靠近基本部分。
每个槽的槽深度可以是与该槽相邻的相关臂的臂宽度的20％至80％，诸如40％至60％，诸如近似50％。可替代地或附加地，每个槽的槽宽度可以是与该槽相邻的分离板的厚度的0.5倍至3倍，诸如1倍至2倍。更进一步地，槽深度可以是槽宽度的1.5倍至2.5倍。
分离板可以包括中心轴线，例如，在分离板的延伸平面中。分离板可以沿着中心轴线伸长。在这种情况下，中心轴线构成分离板的纵向轴线。
每个槽可以以与中心轴线成30度至150度(诸如60度至120度，诸如基本垂直或垂直(即，90度))的角度延伸。可替代地或附加地，凹部可以基本平行于中心轴线或平行于中心轴线延伸。
分离板的厚度可能基本均匀或均匀。分离板的宽度例如可以是厚度的十倍。
凹部可以包括狭窄部分和宽阔部分。因此，(例如，垂直于中心轴线的)狭窄部分的宽度可以小于(例如，垂直于中心轴线的)宽阔部分的宽度。该狭窄部分可以位于基本部分与宽阔部分之间。也就是说，狭窄部分可以最接近基本部分。
根据另一方面，提供了一种用于开关设备的灭弧室，该灭弧室包括多个根据本公开的分离板。
分离板可以彼此隔开一定距离设置，并且可以被布置为使得每个分离板的凹部形成用于开关设备的可动触头的通道。因此，通道可以由分离板的臂部分地围合。当可动触头在与固定触头分开期间在通道中移动时，随着电弧的伸展，电弧在由分离板的凹部形成的通道中冷却。电弧被分成几个较小电弧，这些较小电弧进入分离板之间，电弧在这些分离板之间熄灭。由分离板的凹部形成的通道例如可以是平直的或弯曲的。
根据另一方面，提供了一种用于分断电流的开关设备，该开关设备包括多个根据本公开的分离板或根据本公开的灭弧室。开关设备可以是低压开关设备。本公开内的低电压可以是高达1000V AC或高达1500V DC的电压。
开关设备例如可以由并联开关设备构成，该并联开关设备包括主触头布置以及与主触头布置并联的电弧触头布置。主触头布置可以包括固定主触头和可动主触头。电弧触头布置可以包括固定电弧触头和可动电弧触头。
在并联开关设备中，主触头通常仅传导电流，并且不参与生成电弧的分断操作。主触头中的材料针对高导电性进行优化，以减少电流正在流动时生成的功率。另一方面，电弧触头被布置为处置分断操作并且不旨在连续传导电流。为此，电弧触头可以被布置为以比主触头更高的速度分开，例如，以主触头的速度两倍的速度分开。然而，根据本公开的开关设备不限于并联开关设备。
开关设备还可以包括可动触头，该可动触头被布置为在由分离板的凹部形成的通道中移动。可动触头被布置为移动穿过其中的通道的宽度(例如，凹部的狭窄部分的宽度)可以小于凹部内的可动触头的宽度的两倍。在整个本公开中，可动触头可以由可动电弧触头构成。
附图说明
根据以下结合附图的实施例，本公开的其他细节、优点和方面将变得显而易见，其中
图1示意性地表示包括多个分离板的开关设备的横截面侧视图；
图2示意性地表示图1中的开关设备的局部顶部立体视图；
图3示意性地表示图1和图2中的开关设备的局部顶部立体视图；以及
图4示意性地表示图1至图3中的开关设备的分离板中的一个分离板的顶部立体视图。
具体实施方式
在下文中，将描述：分离板，该分离板包括一对臂和每个臂中的槽；用于开关设备的灭弧室，该灭弧室包括多个分离板；以及用于分断电流的开关设备，该开关设备包括多个分离板。相同的附图标记用于表示相同或相似的结构特征。
图1示意性地表示用于分断电流的开关设备10的横截面侧视图。开关设备10可以用于中断例如高达5000A的DC电流或AC电流。开关设备10例如可以是接触器、断路器、或隔离开关。
开关设备10包括灭弧室12。灭弧室12包括多个分离板14。灭弧室12例如可以包括20个分离板14。分离板14彼此平行布置并且彼此间隔一定距离布置。例如，分离板14可以彼此间隔2mm。因此，分离板14形成堆叠(stack)或电弧隔板组件。然而，分离板14可以以不同方式定向。例如，分离板14可以以圆扇形或扇形彼此成角度。分离板14可以借助于塑料(未示出)保持处于灭弧室12中。
开关设备10包括：固定触头16，该固定触头16在这里由固定电弧触头构成；以及可动触头18，该可动触头18在这里由可动电弧触头构成。固定触头16和可动触头18被围合在灭弧室12内。固定触头16定位成略微低于最下面的分离板14(如图1所示)。
可动触头18能够相对于固定触头16移动。为此，该示例的开关设备10包括触头载体20，该触头载体20被布置为移动可动触头18。当可动触头18已经与固定触头16完全分离时，可动触头18可以定位成略微高于最上面的分离板14(如图1所示)。这样，电弧被分成许多较小电弧。较小电弧进入分离板14之间，电弧在这些分离板14中熄灭。这样，电弧被冷却。
在图1的示例中，开关设备10是并联双开关设备，即，包括两个灭弧室12。图1的左侧示出了分离板14的堆叠，以及图1的右侧示出了灭弧室12的外部。尽管将主要描述开关设备10的左侧，但是该描述也适用于右侧上的灭弧室12内的可动触头18。
该示例的开关设备10还包括固定主触头22和可动主触头24。可动主触头24能够借助于主触头载体26相对于固定主触头22移动。
该示例的开关设备10还包括致动单元28。该致动单元28被配置为控制触头载体20和主触头载体26的移动，使得可动触头18与固定触头16分开并且可动主触头24与固定主触头22分开。致动单元28还被配置为控制触头载体20和主触头载体26的移动，使得可动触头18相对于固定触头16闭合，并且可动主触头24相对于固定主触头22闭合。致动单元28可以包括用于触头载体20和主触头载体26中的每个触头载体的齿条和齿轮组(未示出)。
在开关设备10的分断操作期间，可动主触头24首先与固定主触头22略微分开。然后，可动触头18与固定触头16分开。这样，跨可动触头18生成电弧，而并非跨可动主触头24生成电弧。可动触头18相对于固定触头16的分开速度高于可动主触头24相对于固定主触头22的分开速度。因此，可动触头18比可动主触头24移动更大的间隔距离。在开关设备10的闭合操作期间，在可动主触头24相对于固定主触头22闭合之前，可动触头18相对于固定触头16闭合。
图2示意性地表示图1中的开关设备10的局部顶部立体视图。如图2所示，每个分离板14包括一对臂30。槽32形成在两个臂30的每个臂中。凹部34限定在每个分离板14的臂30之间。
图3示意性地表示图1和图2中的开关设备10的局部顶部立体视图。分离板14彼此隔开一定距离设置，并且被布置为使得分离板14的凹部34形成用于可动触头18(图3中未示出)的通道36。可动触头18可以相对于固定触头16在通道36内全部或几乎全部移动。
图4示意性地表示图1至图3中的开关设备10的分离板14中的一个分离板14的顶部立体视图。然而，在图1至图3的示例中，所有分离板14具有相同形状。
图4中的示例的分离板14具有中心轴线38。在该示例中，分离板14被伸长，使得中心轴线38还构成分离板14的纵向轴线。更进一步地，该示例的分离板14关于中心轴线38对称。分离板14例如可以由诸如金属之类的一种或多种导电材料制成。
分离板14包括基本部分40。在该示例中，基本部分40大致为矩形。在电流分断操作期间，电弧趋向于燃烧分离板14的基本部分40。电弧可以具有5000℃或更高的温度，从而加热分离板14。这种加热可能会使得分离板14变形。由于在分离板14的臂30中设置有槽32，所以可以减小分离板14在冷却期间的变形。特别地，槽32极大地减小了臂30在冷却臂30期间向内弯曲的趋势。由此，可以确保用于可动触头18的自由通道36。
两个臂30中的每个臂均从基本部分40延伸。用于可动触头18的凹部34限定在两个臂30之间。
在该示例中，分离板14的凹部34包括宽阔部分42和狭窄部分44。宽阔部分42和狭窄部分44沿着中心轴线38的长度近似相等。凹部34的狭窄部分44平行于中心轴线38延伸。
分离板14被配置为使得凹部34布置在槽32之间。因此，槽32沿着分离板14的宽度方向(垂直于中心轴线38)位于凹部34的每侧上。也就是说，凹部34沿着中心轴线38延伸超过槽32。如图4所示，每个槽32位于与基本部分40相距臂30的臂长度46的近似15％处。每个槽32沿着中心轴线38位于狭窄部分44的长度的近似30％处。
每个臂30包括外部48，即，相对于凹部34的远侧。槽32布置在臂30的相应外部48上。每个槽32从分离板14的外部48朝向凹部34延伸。在图4中，基本部分40的基本部分宽度50等于臂30的外侧48之间的距离。因此，该特定示例的分离板14具有基本均匀的宽度。
更进一步地，每个槽32具有槽深度52。因此，槽深度52是槽32从相关臂30的外部48朝向凹部34的长度。每个槽32的槽深度52近似为与槽32相邻的相关臂30的臂宽度54(即，与凹部34的狭窄部分44对准的臂宽度54)的50％。
图4还指示分离板14的厚度56。该示例的分离板14具有均匀的厚度56。每个槽32的槽宽度58近似为分离板14的厚度56的1.5倍。
虽然已经参考示例性实施例对本公开进行了描述，但是应当领会，本发明不局限于上文已经描述的内容。例如，应当领会，部件的尺寸可以根据需要发生变化。

Claims (14)

1.一种用于开关设备(10)中的灭弧室(12)的分离板(14)，所述分离板(14)包括：
-基本部分(40)；
-一对臂(30)，从所述基本部分(40)延伸；
-用于可动触头(18)的凹部(34)，限定在所述臂(30)之间；以及
-每个臂(30)中的槽(32)；
其中所述凹部(34)布置在所述槽(32)之间，以及
其中每个槽(32)的槽深度(52)为与所述槽(32)相邻的相关臂(30)的臂宽度(54)的40％至60％，诸如近似50％。
2.根据权利要求1所述的分离板(14)，其中所述槽(32)布置在每个臂(30)的相应外部(48)上。
3.根据权利要求1或2所述的分离板(14)，其中每个槽(32)位于与所述基本部分(40)相距相关臂(30)的臂长度(46)的5％至30％处，诸如10％至20％处，诸如近似15％处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的分离板(14)，其中每个槽(32)的槽宽度(58)是与所述槽(32)相邻的所述分离板(14)的厚度(56)的0.5倍至3倍，诸如1倍至2倍。
5.根据前述权利要求中任一项所述的分离板(14)，其中所述分离板(14)包括中心轴线(38)。
6.根据权利要求5所述的分离板(14)，其中所述分离板(14)沿着所述中心轴线(38)被伸长。
7.根据权利要求5或6所述的分离板(14)，其中每个槽(32)以与所述中心轴线(38)成30度至150度的角度延伸，诸如60度至120度的角度，诸如基本垂直的角度。
8.根据权利要求6或7所述的分离板(14)，其中所述凹部(34)基本平行于所述中心轴线(38)延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的分离板(14)，其中所述分离板(14)具有基本均匀的厚度(56)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的分离板(14)，其中所述凹部(34)包括狭窄部分(44)和宽阔部分(42)。
11.一种用于开关设备(10)的灭弧室(12)，所述灭弧室(12)包括多个根据权利要求1至11中任一项所述的分离板(14)。
12.根据权利要求11所述的灭弧室(12)，其中所述分离板(14)彼此间隔一定距离布置，并且被布置为使得每个分离板(14)的所述凹部(34)形成用于所述开关设备(10)的可动触头(18)的通道(36)。
13.一种用于分断电流的开关设备(10)，所述开关设备(10)包括多个根据权利要求1至10中任一项所述的分离板(14)或根据权利要求11或12所述的灭弧室(12)。
14.根据权利要求13所述的开关设备(10)，还包括可动触头(18)，所述可动触头被布置为在由所述分离板(14)的所述凹部(34)形成的通道(36)中移动。
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